石灰石粉在碾压混凝土施工中的应用

孙 敬，韩春生

（1.辽宁省石佛寺水库工程建设管理局，辽宁 沈阳 110003；2.辽宁省水利水电工程局，辽宁 辽阳111000）

1 工程概况

新疆伊犁特克斯河山口水电站是特克斯河干流梯级开发的最末一级，位于恰甫其海水电站下游处。特克斯河山口水电站工程规模属大（2）型，工程等别为Ⅱ等。由拦河坝、泄水建筑物和发电引水系统及电站厂房等组成。水电站总库容1.21亿m3，装机容量140 MW，安装发电机组3台。

大坝总体布置方案为混合坝型，左岸0+000.0～0+496.0为碾压混凝土重力坝，碾压混凝土重力坝与粘土心墙坝结合段桩号为0+496.0～0+556.0；右岸阶地采用粘土心墙坝，桩号0+556.00～0+963.10。碾压混凝土重力坝与粘土心墙坝采用插入式连接方式，混凝土坝长496.0 m，坝顶高程为916.0 m，最大坝高51.2 m。

山口水电站枢纽工程2006年3月20日开工，碾压混凝土浇筑于2006年8月开始施工，至2008年11月全面铺筑到915.0 m高程，累计浇筑混凝土56.2万m3，其中碾压混凝土38.3万m3，碾压混凝土施工主要集中在2007，2008年度，年浇筑强度27.5 万m3。

2 碾压混凝土配合比设计

在北方寒冷地区进行碾压混凝土施工，对混凝土抗冻指标要求很高，施工规范对水灰比限制较为严格；另外，新疆地区气候条件较为恶劣，空气干燥，相对湿度极低，风速大，水份蒸发速度快，昼夜温差大，环境条件对碾压混凝土施工极为不利，混凝土表面失水严重。因此，科学、合理的配合比是保证施工质量、降低施工成本的先决条件。

1）配合比设计原则。通过室内试验，优化骨料级配，优选外加剂，合理确定配合比参数；考虑本地区气候及环境特点，结合现场碾压试验，着重解决碾压混凝土水平运输及仓面摊铺后VC值损失较大、骨料表面泛白、碾压后层面提浆困难、层面泛浆极不均匀等质量问题。

2）所用骨料。全部使用天然骨料，天然砂经水洗后细颗粒含量偏低，小于或等于0.16 mm以下颗粒含量仅为6%。试验分析显示：碾压混凝土层面提浆困难、层面泛浆不均匀现象的因素之一是砂料中0.016 mm以下细颗粒含量过少。

3）石灰石粉。通过大量室内试验及论证，施工中采用掺加石灰石粉，改善砂料级配的主要措施。石灰石粉经机械加工后细度便于控制，石灰石粉物理、化学性质与所用天然骨料较为接近，做为非活性材料加入，调整拌和物中小于等于0.16 mm以下颗粒含量达到17%～20%，以提高混凝土的保水性、可碾性，确保混凝土具备良好的施工性能。

为解决当地粉煤灰供应紧张的局面，更好地满足施工进度和碾压混凝土施工强度要求，对“在碾压混凝土中采用部分人工石灰石粉替代部分粉煤灰”进行室内试验。通过试验数据的分析、总结，对碾压混凝土配合比进行了进一步调整和优化，增加石粉掺量，相应减少粉煤灰掺量。施工配合比见表1。

表1 碾压混凝土施工配合比主要参数表

3 碾压混凝土施工质量检测结果分析

2007年为该工程碾压混凝土浇筑高峰年，也是增加碾压混凝土石粉掺量后的高峰施工期。2007年碾压混凝土施工室内强度统计分析结果见表 2，3，4，5；见图 1，2。

表2 2007年碾压混凝土抗压强度统计表

表3 2007年混凝土抗压强度统计分析表

通过图表分析，该工程碾压混凝土抗压强度满足设计及规范要求，且富余强度较高，加入人工石粉前后，碾压混凝土强度未见显著变化，强度统计均呈正态分布。

4 碾压混凝土施工钻芯检测

2008年底对该工程碾压混凝土进行钻芯取样检查，共布置5个检查孔，为现场监理指定位置布孔，重点检测2007年配合比调整后的施工部位。其中2个布置在三级配碾压混凝土区间内，2个布置在上游二级配碾压混凝土区间内，1个布置在下游变态混凝土区间内。采用300型地质钻机施工，φ171 mm钻具，钻取芯样为φ150 mm，钻孔取

表4 A2-2碾压混凝土抗压强度频数分布表

图1 A2碾压混凝土强度统计直方图

表5 A1-2碾压混凝土抗压强度频数分布表

图2 A1碾压混凝土强度统计直方图

混凝土芯样表面光滑致密，结构密实，骨料分布均匀，胶结情况良好，极个别部位存在骨料集中、浆液离析迹象和局部稍有气孔，芯样外观质量综合评定良好。同时对所取芯样的混凝土容重、抗压强度、劈拉强度、弹性模量等进行室内试验，检测80余组，A1，A2混凝土容重分别为2 445，2 510 kg/m3；A1，A2混凝土劈拉强度平均值分别为1.56，1.28 MPa；A1，A2 混凝土弹性模量平均值分别为32.6，29.8 MPa，所以强度检测结果均满足设计标准。

该工程碾压混凝土胶凝材料用量较国内其它工程相比，处于中下水平，经过施工实践验证和后期强度统计分析，配合比调整后，增加石灰石粉（其中部分替代胶凝材料粉煤灰）掺量，对碾压混凝土施工性能改善较大，混凝土各种力学性能指标均无明显改变，强度检测均满足设计要求。

5 结语

1）碾压混凝土施工采用天然骨料经筛分后使用十分经济，但天然骨料受自然条件影响较大，存在级配不良现象，对混凝土质量有一定影响，施工中需采取二次筛分处理，进行级配调节。碾压混凝土中掺加人工石粉，可以很好地改善砂料级配及细度模数，对提高碾压混凝土施工性能作用明显。

2）合理掺配石灰石粉可适当减少粉煤灰掺量，经施工实践检验，对混凝土设计龄期强度影响不大。由于相对减少了粉煤灰掺量，可能会对混凝土后期强度略有影响，但由于本体混凝土富余强度较大，不会对混凝土耐久性产生不利影响。采用人工石粉部分替代粉煤灰，能够很大程度缓解目前国内大部分地区粉煤灰供应不足的现象，对推进碾压混凝土配合比设计及碾压混凝土施工具有积极意义。